Власов В.Н.
Для того, щоб читачеві було зрозуміло, як виглядає вічний двигун Андрія Єрмолов, приведу опис його патенту, де є малюнки, що пояснюють як влаштований його редуктор.
Редуктор містить ведучий і ведений вали. встановлені в розточеннях корпусу співвісно один одному. на вільному кінці ведучого вала встановлений опорний підшипник, на ведучому валу із зсувом в осьовому напрямку послідовно закріплені шнек і квадрат. Зовнішня поверхня шнека з'єднана з охоплює його втулкою. зовнішня поверхня якої жорстко з'єднана з водилом. жорстко пов'язаним з маховиком. а зовнішня поверхня квадрата охоплена додаткової втулкою. до якої прикріплений центрирующий диск. взаємодіє з внутрішньою поверхнею корпусу через підшипники. Усередині маховика. ексцентрично останньому. встановлено зубчасте колесо з внутрішніми зубами. зачеплено з шестернею. жорстко прикріпленої до розточення корпусу у вигляді обичайки. пов'язаної з маховиком за допомогою кронштейна. один кінець якого пов'язаний за допомогою підшипників з зовнішньою поверхнею обичайки веденого вала. а другий кінець вільно пропущений через маховик. Усередині обичайки розміщені ведений вал. виконаний колінчатим. вихідний кінець якого пов'язаний з нею через підшипники. а протилежний кінець. у вигляді коліна. жорстко прикріплений до згаданої додаткової втулки
неврівноваженість обертових частин редуктора і. як наслідок. підвищується коефіцієнт корисної дії. На фіг. 1 представлений загальний вид пропонованого редуктора. на фіг. 2 розріз по А - А на фіг. 1. Редуктор містить встановлений в розточеннях корпусу 1. провідний вал 9 і ведений вал 2. 5 якомузакріплений маховик 5. згідно корисної моделі. провідний вал 9 і ведений вал 2 встановлені співвісно один одному. на вільному. виступаючому за межі корпусу 1. кінці ведучого вала 9. має можливість осьового переміщення. встановлений опорний підшипник 8. крім того. на ведучому валу 9 із зсувом в осьовому напрямку послідовно закріплені шнек 14 і квадрат 15 зовнішня поверхня шнека 14 з'єднана з охоплює його втулкою 7. зовнішня поверхня 10 якої в свою чергу жорстко з'єднана з водилом 13 жорстко пов'язаним з маховиком 5. а зовнішня поверхня квадрата 15 охоплена додаткової втулкою 6. до якої прикріплений центрирующий диск 12 взаємодіє з внутрішньою поверхнею корпусу 1 через підшипники. при цьому втулка 6 і додаткова втулка 7 мають можливість автономного обертання у взаємно протилежному напрямку; всередині маховика 5. ексцентрично останньому. встановлено зубчасте колесо 4 з 15 внутрішніми зубами. зачеплено з шестернею 3. жорстко прикріпленої до розточення корпусу 1 у вигляді обичайки 10 пов'язаної з маховиком 5 за допомогою кронштейна 11. один кінець якого пов'язаний за допомогою підшипників з зовнішньою поверхнею обичайки 10 веденого вала 2. а другий кінець якого вільно пропущений через маховик 5. всередині обичайки 10 розміщено ведений вал 2. виконаний колінчатим. вихідний кінець якого пов'язаний з нею через підшипники. 20 а протилежний кінець у вигляді коліна жорстко прикріплений до згаданої додаткової втулки 6. при цьому вісь обертання кінця веденого вала 2 у вигляді коліна. пов'язаного з внутрішньою частиною зубчастого колеса 4 через підшипники. збігається з віссю обертання зубчастого колеса 4. Пропонований редуктор працює так. 25 Через опорний підшипник 8 за допомогою домкрата або вручну прикладається осьове зусилля на провідний вал 9. в результаті чого втулка 7 і додаткова втулка 6. знаходяться в зачепленні відповідно зі шнеком 14 і квадратом 15 намагаються провернутися у взаємно протилежних напрямках. (Напрямок повороту по або проти годинникової стрілки залежить від напрямку стрічки шнека). при цьому втулка 7. зовнішня поверхня якої жорстко з'єднана з 30 водилом 13 призводить водилом 13 маховик 5 в обертальний рух. а додаткова втулка 6. жорстко пов'язана з коліном 15 веденого вала 2. призводить останній також в обертальний рух. при цьому створюється зусилля в точці "в" меншого зусилля, що виникає в точці "А", в результаті цього зубчасте колесо 4 з внутрішніми зубами. що знаходиться в зачепленні з шестірнею 3. обертається і приводить в обертання маховик 5. Маховик 5 при цьому зупиняє подальше 35 опускання ведучого вала 9. а осьове зусилля на втулку 7 і додаткову втулку 6 залишається незмінним. зубчасте колесо 4 внаслідок його ексцентричного розташування щодо осі обертання ведучого 9 і веденого 2 валів забезпечує передачу крутного моменту на ведений вал 2. Центрувальний диск 12. який охоплює додаткову втулку 6. взаємодіє з внутрішньою поверхнею корпусу 1 через підшипники і центрує провідний вал 9 щодо веденого вала 2. 40
ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ
Редуктор. що містить встановлений в розточеннях корпусу 1 ведучий вал 9 і ведений вал 2. піднявши зовнішні краї маховик 5. відрізняється тим. що провідний вал 9 і ведений вал 2 45 встановлені співвісно один одному. на вільному. виступаючому за межі корпусу 1. кінці ведучого вала 9. має можливість осьового переміщення. встановлений опорний підшипник 8. крім того. на ведучому валу 9 із зсувом в осьовому напрямку послідовно закріплені шнек 14 і квадрат 15 зовнішня поверхня шнека 14 з'єднана з охоплює його втулкою 7. зовнішня поверхня якої. в свою чергу. жорстко з'єднана з водилом 13 жорстко пов'язаним з маховиком 5. а зовнішня 50 поверхню квадрата 15 охоплена додаткової втулкою 6. до якої прикріплений центрирующий диск 12 взаємодіє з внутрішньою поверхнею корпусу 1 через підшипники. при цьому втулка 6 і додаткова втулка 7 мають можливість автономного обертання у взаємно протилежному напрямку; всередині маховика 5. ексцентрично останньому. встановлено зубчасте колесо 4 з внутрішніми зубами. зачеплено з шестернею 3. жорстко прикріпленої до розточення корпусу 1 55 у вигляді обичайки 10 пов'язаної з маховиком 5 за допомогою кронштейна 11. один кінець якого пов'язаний за допомогою підшипників з зовнішньою поверхнею обичайки 10 веденого вала 2. а другий кінець якого вільно пропущений через маховик 5 . всередині обичайки 10 розміщено ведений вал 2. виконаний колінчатим. вихідний кінець якого пов'язаний з нею через підшипники. а протилежний кінець. у вигляді коліна. жорстко прикріплений до згаданої додаткової втулки 6. 60
при цьому вісь обертання кінця веденого вала 2 у вигляді коліна. пов'язаного з внутрішньою частиною зубчастого колеса 4 через підшипники. збігається з віссю обертання зубчастого колеса 4
Андрій Ермола вирішив закінчити будь-яке обговорення цього двигуна на своєму блозі, поставивши умову для показу його роботи - $ 100 000. Для простих людей це нереально. Мабуть, тільки багаті тепер можуть грітися в променях Сонця. Свого часу Бесслер відмовився оприлюднити таємницю свого колеса. Тепер ось і Андрій Ермола пішов по його стопах. Це його особиста справа. Але нам треба обов'язково розгадати його секрет. Тому зробимо ще одну спробу.
Так як спочатку мені здалося, що цілком зібрати в «Живий фізики» модель редуктора Єрмолов буде непросто, а, можливо, і неможливо, то спочатку було вирішено зібрати модель з двох шестерень, і подивитися, як вони поводяться при впливі на них двох паралельних сил, закріплених по одній на кожній з шестерень (рис.1).
Рис.1. Груба модель вічного двигуна Андрія Єрмолов.
Двигун Єрмолов - редуктор, на який зусилля подається через шнек. У даній моделі шнек я не реалізував, але зате відкрив один дуже важливий ефект, який проявляється саме у редуктора.
Отже, сірий диск - це велика шестерня з внутрішнім зачеплення. За її зубах «катається» зелений диск - мала шестерня із зовнішнім зачепленням. На велику сіру шестерню діє вертикально вниз червона сила, рівна 15 н. На центр малої шестерні діє синя сила, рівна 15 н. Обидві сили спочатку паралельні один одному. І їх моменти дорівнюють один одному. Тому, якби ці дві сили «тиснули» на велику шестерню, то шестерня б не проверталася. Кожна сила пов'язана зі своєю шестернею так, що вона повертається разом з шестерінкою.
Правда, червону силу можна зміщувати вправо або вліво, і тим самим змінювати їх моменти. Від співвідношення моментів сил залежить підсумкова гранична кутова швидкість великий шестерні. Також в принципі можна величини червоної та синьої сили задавати різними. Принцип роботи редуктора у відповідь на пару сил це не порушує.
У моделі гравітація і електростатика відключена.
Тепер залишається додати до такого редуктора шнек з квадратом. Але шнек повинен працювати за принципом обгонів муфти, як в юлє. Один важіль якого буде спиратися на велику шестерню, а інший важіль - на центр малої шестерні. І тепер при натисканні зверху на кінець шнека пара сил буде прикладатися до великої і малої шестерням. При цьому велика шестерня буде повертатися за годинниковою стрілкою, а мала шестерня буде зрушуватися проти годинниковою стрілкою. Але при цьому сила, прикладена до малої шестірні, розгорнеться приблизно 180 градусів, і почне допомагати обертати велику шестірню, захоплюючи при цьому і малу. Але мала шестерня, що захоплюється великий, повертаючись, змінює напрямок синьою сили, що веде до того, що шнек буде повернений в «зворотному» напрямку і злегка піднятий. Тому при наступному циклі все повториться спочатку.
Саме мала шестерня забезпечує створення в системі коливального процесу. Ця шестерня з доданою до неї «обертається силою» грає роль генератора, що задає, що дозволяє організувати параметричний резонанс. І тим самим змусити постійно діючу силу (мішок картоплі) допомагати вічного двигуна Єрмолов перетворювати потенційну енергію вертикальної сили в кінетичну енергію обертання редуктора, а точніше великий шестерінки.
Залишається додати або кардан до малої шестірні, або вісь - до великої. І знімати енергію в навантаження. Щоб імітувати навантаження замість простої осі на великий шестірні встановлений демпфер обертання. Його показники задаються чорним регулятором зліва від моделі.
Праворуч від моделі розміщений індикатор, який показує кутову швидкість сірого диска (великий шестерні). Якби демпфера не було, то кутова швидкість росла б лінійно до повного руйнування редуктора. А завдяки демпфера кутова швидкість зростає за логарифмічною закону і стабілізується на рівні 5 рад / с.
У фільмі [3] на останніх кадрах мала шестерня починає обертатися на всі 360 градусів і коливальний процес перетворюється в безперервне обертання малої шестерні всередині великий.
Така поведінка редуктора показує, що якщо нам вдасться силу, спрямовану уздовж вала редуктора перетворити в дві горизонтальні сили, одну з них опереть на велику шестірню, а іншу на центр малої, забезпечивши при цьому динамічне обнулення цієї сили через механізм обертання чи інший процес, то можна отримати вічне обертання редуктора в цілому. Як це зробити, доведеться подумати інженерам.
Далі була зібрана більш складна модель (рис.2)
Рис.2. Кінематична модель двигуна Єрмолов, що складається з трьох шестерень.
У цій моделі [4] найменша сіра шестерня (номер 3 в патенті Єрмолов) має зовнішнє зачеплення. Вона закріплена жорстко на корпусі. Навколо її обертається зелена шестерня з внутрішнім зачепленням (номер 4). Ось зеленої шестерні закріплена на великий світло-коричневої шестірні (номер 5). На осі останньої встановлено демпфер обертання.
Зліва від моделі знаходяться 6 регуляторів, Верхні три регулятора дозволяють задати масу кожної шестірні, Кольори відповідних регуляторів і шестерень однакові.
Регулятор блакитного кольору визначає параметр демпфера, що дозволяє імітувати навантаження.
Нижні регулятори задають величину сил - чорною і синьою. В даному випадку величина тієї й іншої сили дорівнює 15 н.
Праворуч від моделі розміщені два індикатори, на яких відбивається кутова швидкість коричневої і зеленої шестерні. Через наявність демпфера обертання кутова швидкість чітко обмежена і досягається за кілька десятків секунд.
На моделі права синя сила показана пунктиром. Це означає, що вона починає діяти через певний час після запуску моделі. Це зроблено для того, щоб показати, що поки піднятий спочатку (передбачається) в редукторі шнек опускається до квадрата, то синьою сили немає. Але як тільки шнек досягає квадрата, то синя сила з'являється і вже редуктор обертається завдяки різниці моментів чорної і синьої сили.
Правда тут виникають кілька моментів, які слід обговорити. Якщо моменти будуть однакові, то по ідеї редуктор НЕ буде обертатися. І цей моделювання підтверджує.
Але тут мені пригадується, що Ермола Андрій у своїй книзі «Історія відкриття вічного двигуна» познайомив читачів з цікавими історіями свого життя. Наприклад, як він розкрутив маховик або гіроскоп в двох площинах. І як цей гіроскоп пішов трощити паркан. Також він навів один фільм, де показано як поводиться вісь гіроскопа, якщо один її кінець вільний. Тобто, вісь обертового гіроскопа прагне встановитися паралельно осі обертання Землі.
Все це змусило мене згадати про одну властивість гіроскопа, як втрата його ваги при обертанні. Колесо, що обертається або гіроскоп можна закріпити вертикально на одному кінці осі і воно буде обертатися. Правда, як тільки кутова швидкість такого гіроскопа зменшиться до деякого межі, то він вже не зможе триматися на одному кінці осі і, спочатку нутірует з наростанням амплітуди прецесії, а потім падає вниз. Якщо ж обертається з великою кутовою швидкістю гіроскоп трохи натиснути на вільний край осі, то початкова амплітуда нутації буде помітною, а потім вона зменшиться практично до нуля. Приблизно, як на рис.3.
Рис.3. Обертається гіроскоп втрачає свою вагу.
Цей досвід показує, що гіроскоп (обертовий маховик) чинить опір гнітючої на нього силі, а значить, у відповідність з законом Ньютона відбувається «обнулення» сили, що давить на вісь гіроскопа. Тобто, гіроскоп відмінно тримає удар, як ніби це не маленький дзига, а масивне нерухоме тіло. Обертається гіроскоп «замотує» силу, яка впливає на нього, і не передає її на інші тіла.
Звертаю на це увагу читача тому, що в обертовому редукторі Єрмолов шестерня 4 обертається з досить високою кутовою швидкістю, що перетворює її в гіроскоп. На вісь цього гіроскопа в точці А впливає сила від важеля, який прикріплений до втулки квадрата. І коли ця сила тисне на обертову шестерню 4, то шестерня 4 залишають поза передачею це вплив на маховик 5 в силу тих закономірностей, які показані на рис.3.
А це, схоже, означає, що через обнулення сили, яка прикладається до осі деталі 4 в точці А, на маховик 5 діє тільки сила в точці В. А раз так, то отримуємо позитивний момент для маховика 5 і всі умови для його обертання. Деталь 5 відповідно буде обертати коліно кардана (точка А), а коліно кардана буде передавати обертання на вихідний вал редуктора з кутовий швидкістю, рівній кутової швидкості обертання маховика 5.
У вірності цієї ідеї я поки сумніваюся, в даному випадку у мене поки інший ідеї немає. Але згадуючи написане в книзі Єрмолов про поведінку маховика, розкрученого навколо двох осей, схоже, іншого виразного пояснення запропонувати не можна. Можливо, буде потрібно залучення до вирішення цієї проблеми професійних математиків і фізиків (механіків), яких, як зауважив одного разу А.Ермола, цього в інституті поки не вчать.
Виходить, що для того, щоб вічний двигун Єрмолов почав працювати (обертатися), його треба розкрутити до певної частоти обертання, при якій почнуться проявлятися гіроскопічні властивості деталі 4. Далі вже редуктор буде обертатися сам.
Саме для цього введено в конструкцію шнек. Він, опускаючись по спіралі протягом перших кількох секунд, розкручує редуктор, далі шнек впирається в квадрат, і застряє в ньому своїм нижнім квадратним кінцем. Через що виникають дві горизонтальні сили. Одна сила на кінці водила, яке впирається в деталь 5, а друга сила в центрі маховика 4. Моменти сил рівні. Тому, якщо деталь 4 не обертається б, то і подальшого розкручування редуктора б не було. Але в момент появи сили в точці А деталь 4 вже обертається з достатньою кутовий швидкістю, і ця сила, давлячи на вісь деталі 4, обнуляється відповідною реакцією цього гіроскопа. І після цього силі в точці В не складає ніяких труднощів почати розкручувати редуктор до максимально можливої кутової швидкості.
Так як в самій моделі, швидше за все, внаслідок її недосконалості обнулення синьою сили не відбувалося. Тому обнулення цієї сили я оформив у вигляді обертання цієї сили разом з шестерінкою 4, що дає той же обнулення, але не статичне а динамічне.
Якщо бути трохи точніше, то в двигуні Єрмолов відбувається не обнулення сили, действуюшие на ость маховика 4 в точці А, а перенаправлення її в просторі на 90 градусів. В результаті сила вже діяла не перепендикулярно до радіусу маховиків 4 і 5, а вздовж радіуса. Підсумок - нульовий момент відносно головної осі обертання. А у парній сили момент щодо осі обертання залишався позитивним, що призводило до порушення класичного закону Ньютона.
Такі ось міркування по відношенню до редуктора Єрмолов (його вічного двигуна) у мене виникли після проведення нехай і поверхневого моделювання окремих елементів його редуктора в програмі «Жива фізика».